一种混合储能装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种混合储能装置，包括外部结构呈立方体的壳体，与所述壳体的前板平行、且并行插入式设置在所述壳体内部的第一电极板和第二电极板，以及分别填充在第一电极板与壳体之间、以及第二电极板与壳体之间的电解液。本实用新型专利技术所述混合储能装置，可以克服现有技术中使用寿命端、成本高和可靠性低等缺陷，以实现使用寿命长、成本低和可靠性高的优点。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及储能
，具体地，涉及一种混合储能装置。
技术介绍
目前，储能系统的主要储能元件一般为单一电池或者超级电容元件。面对应用中大功率大能量并存的特点，以单一电池作为储能元件存在较多的问题，最为突出的是电池功率密度较低，难以有效满足大功率场合的需求，而风电、光伏等新能源并网的平滑输出、频率控制、快速功率响应、以及电动汽车启动、轨道交通车辆制动等过程，均要求储能系统具有提供短时大功率的能力。较大的充放电电流冲击将导致电池效率低下且容易加剧电池之间的不一致，极大降低了储能系统的循环寿命和安全可靠性。而超级电容储能系统则受限于超级电容自身能量密度低的缺点，若要满足大容量存储场合将需要大量的电容单体，其整体重量及体积将数倍于电池储能系统，同时由于超级电容价格昂贵，储能系统的成本也将大幅上升。在实现本技术的过程中，专利技术人发现现有技术中至少存在使用寿命端、成本高和可靠性低等缺陷。
技术实现思路
本技术的目的在于，针对上述问题，提出一种混合储能装置，以实现使用寿命长、成本低和可靠性高的优点。为实现上述目的，本技术采用的技术方案是:一种混合储能装置，包括外部结构呈立方体的壳体，与所述壳体的前板平行、且并行插入式设置在所述壳体内部的第一电极板和第二电极板，以及分别填充在第一电极板与壳体之间、以及第二电极板与壳体之间的电解液。进一步地，所述第一电极板为负极电极板，所述第二电极板为正极电极板；所述负极电极板与电源线的负极连接，所述正极电极板与电源线的正极连接。进一步地，所述负极电极板，包括电容器铅壳体，并行设置在所述电容器铅壳体内部、且分别与电源线的负极连接的多个电容器。进一步地，所述正极电极板，包括电容器二氧化铅壳体，并行设置在所述电容器二氧化铅壳体内部、且分别与电源线的负极连接的多个电容器。进一步地，每个电容器均为超级电容器。本技术各实施例的混合储能装置，由于包括外部结构呈立方体的壳体，与壳体的前板平行、且并行插入式设置在所述壳体内部的第一电极板和第二电极板，以及分别填充在第一电极板与壳体之间、以及第二电极板与壳体之间的电解液；从而可以克服现有技术中使用寿命端、成本高和可靠性低的缺陷，以实现使用寿命长、成本低和可靠性高的优点。本技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本技术而了解。下面通过附图和实施例，对本技术的技术方案做进一步的详细描述。【附图说明】附图用来提供对本技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本技术的实施例一起用于解释本技术，并不构成对本技术的限制。在附图中:图1为本技术混合储能装置的结构示意图；图2为本技术中电极板的结构示意图，其中，Ca)为电极板负极的结构示意图，(b)为电极板正极的结构示意图。结合附图，本技术实施例中附图标记如下:1-电极板；2_电解液；3_壳体；4_电容器铅壳体；5_电容器二氧化铅壳体。【具体实施方式】以下结合附图对本技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本技术，并不用于限定本技术。根据本技术实施例，如图1和图2所示，提供了一种混合储能装置，即一种混合储能结构件，将电池和超级电容组成混合储能系统，通过两者之间的优化匹配和能量协调控制，可以有效提高储能系统的性能并降低成本，解决储能系统实际应用中的问题。本技术的技术方案主要由电极板(如电极板I)、电解液(如电解液2)、壳体(如壳体3)组成，电极板分为正极和负极。电极板正极和负极上分布有超级电容器，超级电容器采用并联结构。电极板负极的超级电容器壳体采用Pb即铅(如电容器铅壳体4)，电极板正极的超级电容器壳体采用PbO2即二氧化铅(如电容器二氧化铅壳体5)。在放电过程中，通过放电回路正极板上的二氧化铅得到电子，负极板上的铅失去电子，分别产生二价铅(Pb2+)并且与电解液中的硫酸作用，在各自极板上沉淀为硫酸铅(PbSO4);析出的氧离子和氢离子化和成水。随着放电的进行，电解液浓度下降，正、负极板上的硫酸铅逐渐积累。当这个过程发展到一定的程度，放电极化现象越来越重，正极板的电势越来越趋向于负，负极板电势越来越趋向于正，电解液中硫酸的密度越来越低，电池的电压低到终止电压，放电就必须终止。在充电过程中，溶液中的二价铅离子将电子传给外电路氧化为正四价铅(Pb4+)，同时电解液水(HO2)中的氧离子和正四价铅进入正极板的二氧化铅晶格。由于溶液中的二价铅被消耗，于是正极板上的硫酸铅不断溶解，二氧化铅不断生成；负极板上的硫酸铅先溶解成二价铅和硫酸根(S04)，二价铅接受充电回路传来的电子在负极板上还原成铅。同时电解液中留下的氢和硫酸根合成硫酸。随着充电的进行，极板上的硫酸铅逐步溶解，电解液浓度不断提高。当这个过程进行到一定程度，充电极化现象越来越重，正、负极板先后分别析出氧和氢，充电电流越来越多的产生水解，电解液中硫酸密度越来越高，正极板电势趋向最正，负极板电势趋向最负，电池电压不断升高，最终恢复到上述充满电的状态。本技术的技术方案，采用混合储能技术，将电池高性价比和超级电容高比功率的优点结合，解决采用单一元件的储能系统难以同时满足大功率大能量的问题。通过研究混合储能系统匹配模型参数与能量、功率特性的关系，获得可供各应用领域选用的电池电容混合储能系统的容量优化匹配方法，使得储能系统能量密度、功率密度及响应时间等技术参数在满足实际工况要求的同时具有良好的经济性。本技术的技术方案将超级电容器与蓄电池集成在一起充分利用蓄电池的内部空间，以达到节省空间的目的。最后应说明的是:以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。【主权项】1.一种混合储能装置，其特征在于，包括外部结构呈立方体的壳体，与所述壳体的前板平行、且并行插入式设置在所述壳体内部的第一电极板和第二电极板，以及分别填充在第一电极板与壳体之间、以及第二电极板与壳体之间的电解液。2.根据权利要求1所述的混合储能装置，其特征在于，所述第一电极板为负极电极板，所述第二电极板为正极电极板；所述负极电极板与电源线的负极连接，所述正极电极板与电源线的正极连接。3.根据权利要求2所述的混合储能装置，其特征在于，所述负极电极板，包括电容器铅壳体，并行设置在所述电容器铅壳体内部、且分别与电源线的负极连接的多个电容器。4.根据权利要求2所述的混合储能装置，其特征在于，所述正极电极板，包括电容器二氧化铅壳体，并行设置在所述电容器二氧化铅壳体内部、且分别与电源线的负极连接的多个电容器。5.根据权利要求3或4所述的混合储能装置，其特征在于，每个电容器均为超级电容器。【专利摘要】本技术公开了一种混合储能装置，包括外部结构呈立方体的壳体，与所述壳体的前板平行、且并行插入式设置在所述壳体内部的第一电极板和第二电极板，以及分别填充在第一电极板与壳本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种混合储能装置，其特征在于，包括外部结构呈立方体的壳体，与所述壳体的前板平行、且并行插入式设置在所述壳体内部的第一电极板和第二电极板，以及分别填充在第一电极板与壳体之间、以及第二电极板与壳体之间的电解液。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：戴伟，李坤，郭亮，马富荣，罗弯弯，刘越，张江辉，
申请(专利权)人：新疆希望电子有限公司，
类型：新型
国别省市：新疆;65